極圧添加剤

極圧添加剤（EP添加剤）は、非常に高い圧力にさらされるギア部品の摩耗を減らす役割を持つ潤滑剤の添加剤です。また、金属加工用の切削液にも添加されます。^[1]

極圧添加剤は通常、ギアボックスなどの用途に使用され、一方、耐摩耗添加剤は油圧エンジンや自動車エンジンなどの軽負荷用途に使用されます。

極圧ギアオイルは、さまざまな温度、速度、ギアサイズで優れた性能を発揮し、エンジンの始動と停止時にギアが損傷するのを防ぎます。耐摩耗添加剤とは異なり、極圧添加剤はモーターオイルにはほとんど使用されません。極圧添加剤に含まれる硫黄または塩素化合物は、水や燃焼副産物と反応して酸を形成し、エンジン部品やベアリングの腐食を促進します。 ^[2]

極圧添加剤には通常、硫黄-リン化合物や硫黄 - リン - ホウ素化合物などの有機硫黄、リン、塩素化合物が含まれており、高圧条件下で金属表面と化学反応を起こします。このような条件下では、摺動面の小さな凹凸により、平均表面温度が大幅に上昇することなく、局所的に高温( 300 ～ 1000 °C) の閃光が発生します。添加剤と表面の化学反応はこの領域に限定されます。

初期の極圧添加剤は、脂肪酸の鉛塩（「鉛石鹸」）、「活性硫黄」化合物（チオールや元素硫黄など）、および塩素化化合物をベースとしていました。1950年代には鉛石鹸の使用が廃止され、亜鉛ジチオリン酸などの亜鉛とリンの化合物に置き換えられました。^[3]

EP 添加剤の一部は次のとおりです。

• 暗色不活性硫化脂肪
• ダークアクティブ硫化脂肪
• 暗色活性硫黄炭化水素
• 短鎖および中鎖塩素化アルカン（塩素化炭化水素および塩素化パラフィンを参照）
• クロレンド酸エステル
• ポリマーエステル
• ポリスルフィド
• モリブデン化合物

脂肪族塩素化炭化水素（塩素化パラフィン）は安価で効率的ですが、環境中に残留し、生体蓄積の傾向が強いです。そのため、代替品に置き換えられています。切削液では、その役割は主に複雑なステンレス鋼部品を成形するための配合に限定されています。[1]

ハロゲン化炭化水素の活性は、炭素-ハロゲン結合の安定性が低下するにつれて増大します。 305～330 °C の範囲の局所接触温度で、添加剤は熱分解し、反応性ハロゲン原子が部品表面にハロゲン化鉄の表面層を形成します。 接触点の最終的な故障は、接触温度がハロゲン化鉄層の融点を超えると発生します。 このような状況では、炭素の小粒子も生成されます。 潤滑剤添加剤に使用される化合物には、クロロアルカン、トリクロロメチルホスフィン酸、a-アセトキシ-b,b,b-トリクロロエチルホスホン酸の有機エステル、リン酸のトリクロロメチルエステル、硫黄のトリクロロメチル誘導体、トリクロロアセトキシ化合物、クロレンド酸のエステルまたはアミン塩、1,2,3,4,7,7-ヘキサクロロ-5-ジメチルビシクロ[2.2.1]-2-ヘプテンなどがあります。

油溶性有機リン酸塩は、亜鉛の有無にかかわらず、優れた高圧特性と耐摩耗特性を備え、特に塩素化炭化水素が存在する場合に腐食防止効果を発揮します。ジアルキルジチオリン酸亜鉛(ZDDP) は 130 ～ 170 °C で分解が始まりますが、リン酸トリクレジル(TCP)の活性化温度は通常 200 °C を超えます。これらの反応生成物は、表面に化学的に結合した潤滑膜を形成します。

ポリスルフィドは不活性硫黄と活性硫黄のキャリアとして機能します。

モリブデン化合物は高圧下で分解し、その場で二硫化モリブデンの堆積層を形成します。モリブデンジチオカルバメートはグリースの添加剤として使用されます。

硫黄を含む極圧添加剤は、高温環境にさらされると、 青銅、真鍮、その他の銅合金製の部品が付いたギアに腐食の問題を引き起こす可能性があります。

• 金属加工